摘要：在设施农业建设和发展过程中，通过应用自动化控制技术能够提高设施农业的自动化水平，并使传统设施农业向着智能 化、现代化和自动化方向转变，减少人力成本的投入，提升生产效率和生产质量。结合实际工作经验，分析了农业自动化控制 技术在设施农业中的作用，并探讨了具体的应用实例，以期对设施农业的生产提供借鉴。

　　关键词：农业自动化,控制技术,设施农业,应用

　　农业现代化的发展助推了一系列生产技术在农业 生产环节的深度应用，有力促进了科技成果的转化效 率。农业自动控制技术的应用和推广逐渐加快，已经 成为推动农业持续发展的重要驱动力。设施农业作为 现代农业的重要组成，使得农业生产摆脱了季节因素 对农作物生长发育的影响，确保农业生产不再受到季 节性因素的限制，保障农产品的科学供给，满足消费 者的多样化需求。

　　1. 农业自动化控制技术概述

　　农业自动化控制技术是一种利用计算机、通信、 传感器等现代技术对农业生产过程进行智能化管理和 控制的先进技术，通过对农业生产过程中的环境因素、 营养供应、灌溉、施肥、病虫害防治等方面进行精确 控制，实现农业生产的高效、优质、绿色和可持续发 展 [1]。农业自动化控制技术主要包括数据采集与监控、 自动控制设备、智能决策支持系统、农业机器人等方 面。自动化控制技术促进实现农业生产过程的智能化 管理，提高农业生产效率，降低生产成本，提高农作 物的产量和品质，促进农业绿色可持续发展。

　　2. 农业自动化控制技术在设施农业中的作用

　　2.1 有利于提高生产效率

　　在传统的农业生产方式中，大部分的工作都需要 依靠人力来完成，如播种、施肥、浇水、收割等，不仅需要大量的人力，而且效率低下，往往需要长时间 的劳作才能完成。而在设施农业中，通过应用农业自 动化控制技术，可以大大减少人力需求，提高生产效 率。例如， 在设施农业中使用自动化播种机、施肥机、 浇水系统等设备，可以实现对植物的生长环境的自动 控制，从而实现对植物的自动化管理，不仅可以大大 减少人力的需求，而且可以实现对植物的精细化管理， 从而提高作物的产量和质量 [2] 。此外，农业自动化控 制技术还可以实现对设施农业的智能化管理。传感器、 物联网等技术的深度应用可以实时监测设施农业中的 温度、湿度、光照等环境因素，并根据这些数据自动 调整设施农业的环境，使其始终保持在最适合植物生 长的状态，进一步提高植物的产量和质量，实现对设 施农业的智能化管理，从而提高生产效率。

　　2.2 有利于改善农业生产模式

　　农业自动化控制技术在设施农业建设中的运用， 对改革传统的设施农业生产模式具有重要意义。传统 的设施农业生产模式往往依赖于大量的人力、物力和 财力投入，而农业自动化控制技术的应用可以有效地 改变这种状况。首先，农业自动化控制技术可以实现 设施农业生产的精准化、智能化和高效化。农业生产 领域运用先进的传感器、控制器、执行器等设备能够 实现对设施农业环境参数的实时监测和自动调节，为 作物生长提供最适宜的环境条件，自动调节温度、湿 度、光照、二氧化碳浓度等环境因素，使作物生长在最佳状态下，提高产量和品质。其次，农业自动化控 制技术有助于实现设施农业生产的规模化、连片化和 标准化。通过集中控制和管理可以实现对大量设施农 业生产基地的统一调控，提高生产效率，降低生产成 本，并且在生产期间还可以实现对生产过程的全程监 控，确保产品质量的一致性，满足市场需求。最后， 农业自动化控制技术还可以促进设施农业生产的可持 续发展。传统的设施农业生产模式往往存在资源浪费、 环境污染等问题，而自动化控制技术可以实现对资源 的合理利用和环境保护。设施农业中智能灌溉系统深 度应用能够实现对水资源的精准分配，减少浪费，自 动化的施肥系统推广有利于实现对肥料的精准施用， 减少污染。

　　3. 自动化控制技术在设施农业中的具体应用

　　3.1 自动化卷帘技术

　　设施大棚自动化卷帘技术是指利用机械设备或控 制系统自动完成大棚帘子的卷放操作，以达到调节大 棚内光照、温度、湿度和通风等环境条件的目的。 这项技术在大棚蔬菜种植、花卉养殖、果品栽培等 领域有着广泛的应用。该技术体系通常由卷帘装置 控制系统和机械结构组成。其中卷帘装置主要有卷 轴、减速电机、滚轮和保温帘等部分。卷轴两端与 摆杆转动连接，摆杆上设有减速电机，卷轴两端分 别固定滚轮，卷轴与保温帘的一端固定，保温帘的 另一端连接大棚本体的顶部 [3] 。自动卷帘机通常配 备有控制系统，可以实现远程操控或自动定时操作， 并且能够根据预设的环境参数(如光照强度、温度等) 自动调节卷帘的卷放。机械结构要求结构设计要稳定， 能够承受风吹雨打等自然条件的影响。保温帘材料需 要具有良好的隔热性能，以减少夜间热量的损失，该 系统自动化程度高，可以实现智能化管理，降低人工 成本，提高效率。

　　3.2 自动化环境调控系统

　　设施大棚自动化环境调控系统构建之前应该进行 系统需求分析，确定大棚的作物类型、生长阶段和环 境调控要求，分析大棚的地理位置、气候条件和温湿 度变化规律。在系统设计过程中，应该选择合适的传 感器、控制器和执行器，设计控制策略和算法，确定 系统拓扑结构和通信方式，然后安装传感器、控制器、 执行器等相关设备，布线连接所有设备。系统搭配完成之后，还需要进行进一步的校对调试，设置控制器 参数，测试执行器和控制策略。应用期间根据作物生 长阶段和环境条件，设定目标环境参数，启动系统并 进行实时监测和控制，根据需要调整控制策略和参数。 系统在实施过程中 温湿度传感器测量大棚内的温度 和湿度、光照传感器测量大棚内的光照强度、CO2 传 感器测试大棚内的 CO2 浓度、土壤水分传感器检测 土壤水分含量。可编程逻辑控制器 (PLC) 用于控制执 行器的开关和调节，计算机或移动设备用于显示和设 置控制参数。系统控制期间 PID 根据偏差值调整执行 器的输出，以达到目标参数值基于经验规则和模糊变 量进行控制，适用于复杂的环境调控，利用神经网络 学习大棚环境和作物生长之间的关系，实现智能控制。 所有设备连接到一个中央控制器，设备通过网络连接 到多个控制器。系统通信方式主要采用工业标准通信 协议，用于设备之间的通信，以太网用于控制器和计 算机之间的通信，无线通信用于远程监测和控制。

　　3.3 自动化水肥一体化系统

　　设施大棚自动化水肥一体化系统是集自动灌溉、 施肥于一体的现代农业技术，通过计算机控制、传感 器监测和自动化机械设备实现对作物水分和养分的精 准管理。系统构建之前应该做好选型工作，传感器选 择主要包括了土壤、水分传感器、养分传感器、温度 湿度传感器，控制器主要包括了中央控制单元(接收 传感器数据，并根据预设的作物生长模型和环境参数 自动调节水肥供应。)执行器如电磁阀、泵等，根据 控制单元的指令执行灌溉和施肥操作。管道和滴灌设 备应该选择质量可靠、耐腐蚀的管道和滴灌头，确保 水肥均匀分布到作物根部。在水肥管理过程中还需要 选择适合设施栽培的优质水溶性肥料，确保养分供应 全面且易于作物吸收。选型结束之后，要加快滴灌系 统的安装，首先安装传感器、控制单元、执行器以及 灌溉和施肥设备，确保所有硬件设备安装稳固，线路 连接正确无误。然后配置中央控制单元，设定作物生 长模型和环境参数，连接传感器与控制单元，确保数 据传输畅通。安装结束之后进行进一步的测试，检查 各部件工作是否正常，反应是否灵敏，对传感器进行 校准，确保数据准确性。例如在设施蔬菜种植过程中， 通过应用自动化水肥一体化系统精准灌溉使得水资源 利用率提高了 30%，肥料利用率提高了 25%，作物 的平均产量提高了 20%，减少了 70% 的人工投入，提高了劳动效率，大大降低了减少了化学肥料的使用， 保护了土壤和环境。

　　4. 结束语

　　农业自动化技术作为农业现代化发展的重要支撑 具有极高的应用价值。当前农业自动化控制技术在设 施农业中的应用处于发展时期。为更好推动设施农业 的高质量发展，提升发展效率和发展质量，需要将关 注重点放置在自动化控制技术的深度应用方面，要以 当前设施农业建设需求为出发，加快自动化控制技术的深度应用探索，为推动农业现代化发展奠定基础。

      参考文献：

　　[1] 潘思辰 . 农业机械自动化在现代农业中的应用与发展分析 [J]. 农 业科技与装备 ,2016(4):45-46.

　　[2] 刘强 . 自动控制技术在农业机械中的应用 [J]. 农机使用与维 修 ,2017(3):1-2.

　　[3] 王凡勋 . 自动控制技术在农业机械中的应用研究 [J]. 山西农 经 ,2017(22):54.